一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法与流程

allin2025-03-15  47

本发明涉及纳米纤维聚合物,具体涉及一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法。


背景技术:

1、随着病毒和细菌感染发病率的增加,通常由耐药菌株引起,以及更多10通常还与所谓的医院感染问题有关,这是一个全球健康问题,对新杀微生物方法的研究变得越来越重要。因此,在光敏反应中产生单线态氧(o2(ag))的特殊光活性染料(所谓的光敏剂)的使用引起了极大的兴趣,主要是由于o2(ag)的高反应性和相关的细胞毒性。这种细胞毒性用于所谓的细菌、病毒、酵母15和原生动物的光动力灭活(photodynamicalinactivation,pdi)。pdi的一个显着优势是病原体不会对单线态氧产生抗性。单线态氧02(ag)的光敏产生通常发生在液相中,光敏剂溶解在液相中。然而,这不允许光敏剂在光反应后容易地从处理的物体或产物中分离。当光敏剂锚定在solid20载体上时,它可以很容易地与反应产物分离并重复使用。此外,随着载体表面积的增加,可以用载体中较少量或较低浓度的光敏剂实现所需的效果。通过将疏水性光敏剂封装在聚合物纳米纤维中,光生剂02(ag)的特定性质(氧化、细胞毒性效应、“原位”活性)与来自合适聚合物25的纳米纤维膜的特定性质(透光、易于氧扩散、大比表面积)相结合。纳米纤维膜的纳米多孔结构允许有效捕获细菌、病毒和其他病原体。02(ag)的扩散路径最大为数百纳米。在先前的研究中,已经发现具有封装光敏剂的纳米纤维聚合物膜可以通过“静电纺丝”方法制备。这些膜的厚度30为约0.03mm,面积重量为约2g/m2,纳米纤维的平均直径在100-400nm范围内,包封了光敏剂,通过uv-vis、荧光和时间分辨光谱进行表征。

2、为了在各种实际应用中有效使用,仍然需要确定并提供适合的参数,以提供具有成本效益的有用材料,其具有最小或没有不期望的影响因素特性。对于需要对更广泛的膜环境进行消毒的应用,可以将单线态氧的光产生与其他抗菌物质的(光)产生相结合。然而,这种组合只增加了这些技术实际使用方面的问题数量。现有的光活性聚合物材料)是次优的,尤其是,它们需要15相对较长的暴露时间,以激发足够的抗菌活性,这可能阻止或显著限制这些材料在实践中的使用。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,采用静电纺丝技术在生物基纳米纤维膜中负载活性分子,研制具有阻控危害物生成的新型包装材料。

2、为达到上述发明的目的,本发明的一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,包括如下步骤,

3、s1、取摩尔比为1:1的柠檬酸和1,8辛二醇进行高温熔融聚合反应,待反应单体柠檬酸和1,8辛二醇在150~160℃油浴中全部熔解后降温至135~142℃,在真空条件下反应1~1.5小时,反应产物经去离子水透析48小时,冷冻干燥;

4、s2、将0.5mmol的聚柠檬酸酯pc完全溶解于10ml的二甲基亚砜中;再加入2.5mmol的edc,搅拌均匀;随后加入1mmol的nhs,搅拌均匀;

5、s3、加入抗菌活性分子,搅拌均匀;产物在去离子水中透析48小时,以除去未发生反应的多聚赖氨酸以及催化剂edc和nhs,冷冻干燥得到pce聚合物;

6、s4、加入edc后,在25℃的温度下搅拌30min;加入nhs后,在25℃的温度下搅拌12h;加入抗菌活性分子后,在25℃的温度下搅拌72h。

7、具体地,在步骤s1中,柠檬酸和1,8辛二醇在圆底烧瓶中进行高温熔融聚合反应;高温熔融聚合反应在氮气氛围中加热到155~160℃至单体熔解后降温至135~140℃,真空条件下反应1~2小时。

8、具体地,在步骤s3中,抗菌活性分子为ε-多聚赖氨酸epl,ε-多聚赖氨酸epl与聚柠檬酸酯pc的摩尔比为(0.1~10):1。

9、具体地,在步骤s4之后,还包括如下步骤,

10、s5、将pce聚合物和合成聚酯高分子pe组成的混合物加入到2ml的二氯甲烷和二甲基亚砜的混合液中,在19kv电压下进行静电纺丝,得到抗微生物的纳米纤维聚合物材料。

11、具体地,在步骤s5中,pce聚合物与混合物的质量比为(0.1~0.6):1。

12、进一步地,在步骤s5中,静电纺丝时采用的纺丝液溶剂为二氯甲烷和二甲基亚砜的混合液,二氯甲烷与混合液的体积比为(0.8~0.9):1。

13、进一步地,在步骤s5中,合成聚酯高分子pe为pcl、plla及plga中的一种或几种混合物。

14、具体地,所述静电纺丝的参数如下:正高压5kv~19kv,负高压1kv~5kv,针头为21号针头,喷头到接收装置的距离为8cm~22cm,纺丝液推进速度为0.1~0.19mm/min,接收装置为转辊接收器,接收材料为医用纱布,接收转速为40rpm,推注设备的平移行程为80mm,平移速度为100mm/min,温度为室温至40℃,湿度范围为35%~75%。

15、具体地,在步骤s5之后,还包括步骤s6、将得到的抗微生物的纳米纤维聚合物材料采样前表征一次,采样后表征一次。

16、具体地,在步骤s6中,所述表征方法采样前包括扫描电镜、xrd、bet、电化学;

17、采样后包括扫描电镜、xrd、电化学、荧光分光光度计、傅里叶红外光谱分析、紫外分光光度计。

18、本发明提供的一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,与现有技术相比,还具有以下优点:

19、(1)通过上述制备方法得到的具有抗微生物的纳米纤维聚合物材料;本发明的制备方法简单、操作方便、原料成本较低;

20、(2)通过简单的交替组装技术,在纳米材料表面实现了纳米、亚微米尺寸的层状结构设计。静电自组装改性纳米纤维结构稳定,不破坏生物活性分子的活性,而且该方法能有效保持纳米纤维模板材料的三维立体的微细结构,该结构具有超高的比表面积和良好的透气性,大大提高了生物活性分子的活性,可以广泛地应用包装材料上。



技术特征:

1.一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤,

2.根据权利要求1所述的一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,其特征在于,在步骤s1中,柠檬酸和1,8辛二醇在圆底烧瓶中进行高温熔融聚合反应;高温熔融聚合反应在氮气氛围中加热到155~160℃至单体熔解后降温至135~140℃,真空条件下反应1~2小时。

3.根据权利要求1所述的一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,其特征在于,在步骤s3中,抗菌活性分子为ε-多聚赖氨酸epl,ε-多聚赖氨酸epl与聚柠檬酸酯pc的摩尔比为(0.1~10):1。

4.根据权利要求1~3任一项所述的一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,其特征在于,在步骤s4之后,还包括如下步骤,

5.根据权利要求4所述的一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,其特征在于,在步骤s5中,pce聚合物与混合物的质量比为(0.1~0.6):1。

6.根据权利要求5所述的一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,其特征在于,在步骤s5中,静电纺丝时采用的纺丝液溶剂为二氯甲烷和二甲基亚砜的混合液,二氯甲烷与混合液的体积比为(0.8~0.9):1。

7.根据权利要求6所述的一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,其特征在于,在步骤s5中,合成聚酯高分子pe为pcl、plla及plga中的一种或几种混合物。

8.根据权利要求5所述的一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,其特征在于,所述静电纺丝的参数如下:正高压5kv~19kv,负高压1kv~5kv,针头为21号针头,喷头到接收装置的距离为8cm~22cm,纺丝液推进速度为0.1~0.19mm/min,接收装置为转辊接收器,接收材料为医用纱布,接收转速为40rpm,推注设备的平移行程为80mm,平移速度为100mm/min,温度为室温至40℃,湿度范围为35%~75%。

9.根据权利要求4所述的一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,其特征在于,在步骤s5之后,还包括步骤s6、将得到的抗微生物的纳米纤维聚合物材料采样前表征一次,采样后表征一次。

10.根据权利要求9所述的一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,其特征在于,在步骤s6中,所述表征方法采样前包括扫描电镜、xrd、bet、电化学;


技术总结
本发明涉及一种抗微生物的纳米纤维聚合物材料的制备方法,包括如下步骤,取摩尔比为1:1的柠檬酸和1,8辛二醇进行高温熔融聚合反应,待反应单体柠檬酸和1,8辛二醇在150~160℃油浴中全部熔解后降温至135~142℃,在真空条件下反应1~1.5小时,反应产物经去离子水透析48小时,冷冻干燥;将0.5mmol的聚柠檬酸酯PC完全溶解于10mL的二甲基亚砜中;加入2.5mmol的EDC,搅拌均匀;加入1mmol的NHS,搅拌;加入抗菌活性分子,搅拌;产物在去离子水中透析,冷冻干燥得到PCE聚合物;加入EDC后,在25℃的温度下搅拌30min;加入NHS,在25℃的温度下搅拌12h;加入抗菌活性分子,在25℃的温度下搅拌。本发明采用静电纺丝技术在生物基纳米纤维膜中负载活性分子,研制具有阻控危害物生成的新型包装材料。

技术研发人员:倪永标,陈海峰,沐晓馥,刘扬眉,吴盛兰,诸葛海涛
受保护的技术使用者:江苏省产品质量监督检验研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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